Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu thực nghiệm lập chế độ vận hành hợp lý công trình xả mặt không có tường phân dòng của thủy điện Bản Chát

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (5.36 MB, 139 trang )

Trang 1<div class="page_container" data-page="1">

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

DANG XUAN HANH

NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM LAP CHE ĐỘ VAN HANH

HỢP LÝ CONG TRÌNH XA MAT KHƠNG CĨ TƯỜNG PHAN

DỊNG CỦA THỦY ĐIỆN BẢN CHÁT

LUẬN VĂN THẠC SĨ

HÀ NỘI, NĂM 2016

</div>Trang 2<div class="page_container" data-page="2">

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO. BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRUONG ĐẠI HỌC THUY LỢI

DANG XUAN HANH

NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM LẬP CHE ĐỘ VAN HANH HỢP LÝ CƠNG TRÌNH XA MAT KHONG CĨ TƯỜNG PHAN

DONG CUA THỦY ĐIỆN BAN CHAT

Chuyên ngành: XÂY DỰNG CONG TRÌNH THUY Mã số: 60580202

NGƯỜI HƯỚNG DAN: GS. TS. Phạm Ngọc Quý

HÀ NỘI, NĂM 2016

</div>Trang 3<div class="page_container" data-page="3">

CAM DOAN

“Tác giả xin cam đoạn diy là cơng trình nghiên cứu cũa bản thin the gid và với sự

giúp đờ của các đồng nghiệp thục hiện các thi nghiệm trên mơ hình vật ý. Các kết quả nghiên

cửu và các kết luận trong luận văn là trung thực, không sao chép từ bắt kỳ một nguồn nào và

dưới bắt kỹ hình thúc nào. Việc tham khảo các nguồn tải lệu đã được thực hiện tích dẫn và

ghi nguồn tả liệu tham khảo đúng quy định.

“Hà Nội, ngày 23 thắng 5 năm 2016

“Tác giả luận van

Đặng Xuân Hanh

</div>Trang 4<div class="page_container" data-page="4">

LỜI CẢM ON

Sau thời gian nghiên cứu, thực hiện, tác giả đã hoàn thành luận văn thạc ỹ sn ngành xây dựng cơng trình thủy với đề tài: “Nghiên cứu thực nghiệmthuật chuy

lập chế độ vận hành hợp lý cơng trình xã mặt khơng có tường phân đồng của thiy

điện Bản Chất”. Tác giả xin bày tò lòng biễt on sâu sắc tới thiy giáo GS.TS. Phạm,

Ngọc Quý đã dành nhiều thời gian và tâm huyết hướng dẫn nghiên cứu và giúp tác gia

hoàn thành luận văn tốt nghiệp. Tác giả xin chân thành cảm om Phòng Bio tạo Đại họcvà Sau Đại hoe, khoa Cơng trình cũng các thầy giáo, cơ giáo đã tham gia giáng dạy và

tận tinh giúp đỡ, truyền đạt kiến thức trong suốt thôi gian tác giả họ lập chương nh

Cao học của trường Đại học thủy lợi, cũng như trong quả trình thực hiện luận văn.

“Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Viện Năng lượng, bạn bè, đồng.

nghiệp và gia đình đã nhiệt tinh giúp đỡ tác giả trong thời gian học tập và thực hiệnluận van,

Do cịn hạn chế È trình độ chun mơn, cũng như thời gian có hạn, nên trong

q trình thực hiện luận văn, tác giá không tránh khỏi những sai sót. Tác giả mong

muốn tiếp tục nhận được chi báo của các thiy, cơ giáo và sự góp ý của các bạn bè

đồng nghiệp

“Tác giả xin trân trọng cảm ont

Hà Nội, ngày 23 tháng 5 năm 2016

“Tác giá luận văn

Đặng Xuân Hanh

</div>Trang 5<div class="page_container" data-page="5">

3. Cách tiếp cận va phương pháp nghiên cửu 3

4. Kết qua dự kiến đạt được 3 CHUONG 1 TONG QUAN VE CHE ĐỘ VẬN HANH DAP TRAN XA MẬT...4

1.1. Khái quất về tin xa mặt 41.11. Kh niệm và ph loại [6 41.1.2. Đặc điềm kết cấu của đập tin xã mặt 51.13. Đặc điễm thủy lực nỗiiếp sau trần [9] 71.2. Tổng quan về qui trình vận hành cơng trình trần xa mặt cỏ cửa van điều it...

12.1. Ki nm về quy tỉnh vận hình

122. Che yêu tổ ánh hưởng đến quy tỉnh vận hình ụ1.23. Xây mg quy tinh vin bành b1.2.4, Quy trình vận hành trong thực tế hoạt động. 141.3. Những nghiên cứu về qui mình vận hành xã mặt 1s1.3.1. Nguyên tắc xây dựng qui trình vận hành. 151.32. Các nội dung đã được nghiền cứu về qui tỉnh vin hành 1s1.4. Các vẫn đề ổn tại và hưởng nghiền cứu 91.4.1, Về mặt lý luận. 191.42. Số liu quan trắc, dự báo khi tượng thủy vin ø

1.4.3. Quả trình vận hành đồng mở cửa van ngồi thực tế. 20

1.44. Hướng nghiền cứu 20Kt luận chương 1 21

CHUONG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT DONG CHAY DƯỚI CUA VAN XA MAT22 2.1. Các yêu ổ ảnh hưởng đến đồng chảy, 2

2411, Ảnh hưởng của hin thie công tỉnh 2

2.1.2, Ảnh hưởng ea dia hình, địa et 28

</div>Trang 6<div class="page_container" data-page="6">

2.1.3. Ảnh hưởng của thủy văn, thủy lực

3.1.4. Ảnh hưởng của quy trình vận hành.

2.2. Phương pháp tinh tốn dịng chảy đưới cửa van.

2.2.1. Đặt vấn để

2.2.2. Tính tốn khả năng tháo,

2.23, Phương pháp tính tốn nổi tiếp và tu năng []

.3. Sơ đồ và lý luận tính tốn thủy lực

2.3.1. Cae sơ tn tốn thủy lực2.3.2. Phân ích lý luận in tốn

2.3.3. Các u cầu về dịng chảy đặt ra đối với quy trình vận hành.

Kết luận chương 2

CHUONG 3 THỰC NGHIỆM XÁC LẬP QUY TRÌNH VAN HANH HỢP LÝ CÔNG TRINH XA LŨ CUA THỦY ĐIỆN BẢN CHAT,

3.1. Giới thiệu cơng tinh [I4]

3.11. Vi tí đị ý điều kiện địa chất thủy văn3.1.2. Quy mơ cơng trình.

3.2. Quy trình vận hành đã được ban hành.3.21. Quy tình vận bành được phê duyệt

bổ trí mặt bằng trân xã lũ

3.2.2. Đánh giá những bắt lợi khi vận hành xa lũ qua dp tran theo quy trình được phêduyệt

3.3, Tổng quan về mơ hình thực nghiệm thủy lực [10], [11]

3.3.1. Mơ hình vật lý cho thủy lực tri,

3.4.2. Tiêu chi đánh giá quy trình vận hành của van.

3.4.3, Xác lập các yêu 16 ảnh hưởng đến quy trình vận hành (a),

3.4.4. Thiết lập phương trình chung nhất giữa các yếu tổ (a)

</div>Trang 7<div class="page_container" data-page="7">

3ãMục dich và nội dung thi nghiệm mo hình thủy lye3.5.8, Tiêu chuẩn tương ty.

3.5.4, Các thiết bị đo3.5.5. Chọn tỷ lệ mơ hình

3.5.6, Xây dựng mơ hình và bổ trí mat cắt đo [15]

3.5.7, Các trường hop lưu lượng và mực nước thí nghiệm [15]3.5.8, u cầu vé nội dung th nghiệm,

3.5.9, Mồ hình hóa,

tinh tốn3.5.10, Cáct liệu hie

3.5.11. Bố trí các mặt cắt, các điểm đo trên mơ hình thí nghiệm

3.5.12. Kiểm a điễ kiện tương tự.3.6, Thi nghiệm và kết qu [15]

3.6.1. Trường hợp th nghiệm iệu chỉnh quy tinh vận hình.

3.6.2. Trường hợp kiến nghị thí nghiệm.

3.7.2. Thiết lập cơng thức thể hiện mỗi quan hệ giữa các yêu tổ từ kết quả thí nghigm..84

3⁄14. So sinh và định giákết quá thực nghiệm

</div>Trang 8<div class="page_container" data-page="8">

Hình 1.10 Tiêu năng phóng xa.

Hình 1.11 Các hình thức nối tiếp dịng chảy ở hạ lưu. 7

Mình 2.1 Cơng trình tran: (a) Khơng có cửa van; (b) Có cửa van. 22

Hình 2.2 Mat bằng của các kết cầu tran nước: (a) Thing, (b) Cong. (c) Gay góc, (4)

Gấp khúc (labyrinth). _=. _=. _=. ames)

Hình 2.3 Mat cắt dọc tran. 24

Hinh 2.4 Các biện pháp tiêu năng theo hình thức chảy 48... _.-.

Hình 2.5 Các trạng thai chảy khi có bậc ach, ở cuối mặt trăn 26

Mình 2.6 Tiêu nang phóng xa sau cơng trình tháo nước 2

Hình 2.7 Tiêu năng bằng đơng chây hỗn hợp (2 ting) 28 Hình 2.8 Sơ đồ tinh tốn thủy lực trần 30

Mình 2.9 Các biện pháp tiêu năng theo hình thức chảy đáy... so 32

Hình 2.10 Các trạng thai chảy khi có bậc a<h, ở cuối mat tran 32

Minh 2.11 Tiêu năng phóng xa sau cơng trình thio nước 33

Hình 2.12 Dường bao hỗ xơi sau mũi phụn 34

Hình 2.13 Sơ đồ tính tốn nồi tiếp, tiêu năng và xói. 35

Hình 2.14 Sự hình thành dude khí. 39

inh 2.15 Sơ đồ truyền lan sóng xung kích khi iu hủy bong bóng khí gần bề mật lịng din . . . . coed

</div>Trang 9<div class="page_container" data-page="9">

Hình 2.16 Sự hình thành sóng nhiễu... _- má.

Hình 2.17 Hai dang sóng trung tâm. 41Hình 2.18 Sơ đồ ơi cuỗn khơng khí vio dịng nước... "

Hình 3.1 Mặt cắt đọc đập 48

Hình 3.2 Mặt bằng đập tran xả lũ. 48

Hình 3.3 Cit đọc đập trần xã lũ 49Hình 3.4 Một số ảnh dp trần vận hành xa lũ. 33Hình 3.5May thủy bình có ban độ ngang NA724 .„. ¬—. 69Hình 3.6 Máy thủy bình NI. 69

Hình 3.7 Đầu đo lưu tốc điện tử P-EMS E30 và E40. . 69

Hình 3.8 Đầu đo áp suit vi thiết bị dagbook 260 thu thập xử lý số liệu kết nồi với

Computer Tủin 39 Catssct thu thập số liệu từ đầu đo lưu tốc, áp suất thành tin hiệu Ananog và

với Daqbook260 0

Hình 3.10 Sơ. trí mặt cắt, điểm đo V, P, Z trên tràn xả mặt - 73 Hình 3.11 Mặt bằng so đồ bổ trí mat cắc, diém do V, P, Z trên trần xã mặt 13 Hình 3.12 Vị trí mặt cắt và các thủy trực đo V, Z tại hạ lưu trên mô hình. T4

Hình 3.13 Ảnh các thí nghiệm hiệu chỉnh quy tình vận hành, s0Hình 3.14 Ảnh các thí nghiệm kiến nghị si

Hình 3.15 Mặt eft ngang hỗ x6i thủy điện Bản Chít... m.. Hình 3.16 Mat cắt doc hồ x6i hủy điện Bản Chit 95

</div>Trang 10<div class="page_container" data-page="10">

DANH MỤC BANG BIEU

Bảng 3.1 Lưu lượng lũ thiết kế 46 Bảng 3.2 Trình tự mở các cửa van đập tràn theo quyết định số 149/QĐ-BCT... 50 Bảng 3.3 Một số ảnh hưởng bat lợi khi vận hành xã lũ qua đập tran 52 Bang 3.4 Các hệ số thủy lực va hình bọc chuyển đổi từ ngun hình sang mơ hình

7tổng thể tỷ lệ AI

Bảng 3.5 Cúc trường hợp. về tổ hợp mở cửa van và lưu lượng tính tốn thí nghiệm... 75Bing 3.6 Các trường hợp về 6 hợp mở cửa van và lưu lượng tính tốn thí nghiệm kiếnnghị 75

Bang 3.7 Tổng hợp các thơng số của các thí nghiệm TNI đến TNA soon TD

Bang 3.7. Tổng hợp các thông số của các thi nghiệm TN2a đến TNSa. 80

Bang 3.8 Thống kê các kết qua thé nghiệm với các đại lượng không thứ nguyén...87 Bang 3.9 Tinh các giá tri của phương trình (3.40) từ số liệu thí nghiệm. 89

1g bình phương. 90

số của phương trình (3-41)... sone 90Bang 3.12 Kết quả tính tốn hệ số k theo cơng thúc thực nghiệm (3-46) và so sánh với

hệ số k theo kết quả thí nghiệm... ¬ ¬ _—_. Bảng 3.13 Kết quả tính tốn giá tì B theo cơng thức thực nghiệm (3-19) và sơ ánh

với giá trị Bs theo kết quả thí nghiệm. 93

Bảng 3.14 Kết quả tỉnh tốn giá tri By theo công thức thực nghiệm “ Bảng 3.15 Kết quả lựa chọn chế độ mở cửa van qua số liệu thực nghiệm mơ hình và

tính qua cơng thức thực nghiệm... - - cone

Bảng 3.16 Chế độ mở cửa van hợp lý dũng để xây dựng quy tình vận hành 9

Bang 3.17 Chế độ đóng mở cửa van trong quy trình vận hành cơng trình xa [14]. 98 Bảng PL.1 Các thông số kỹ thuật và chỉ iêu chính của cơng trình Bản Chát... 105

Bảng PL.2 Đường quan hệ lưu lượng với mục nước tại tuyển hạ lưu đập Bản Chat

mit cất cách đập 800m (ZhIš00m) tos

Bảng PL.3 Các ky hiệu tên thí nghiệm và thơng số của các thi nghiệm. 109

</div>Trang 11<div class="page_container" data-page="11">

Bảng PL 3.1 Cao độ mặt nước thượng, hạ lưu cơng trình của thí nghiệm HCQTVH-Zil=475m-TN3-S6 khoang trần mở: 4-Cửa 2&3: a = Sm; cửa 1&4: a= 0,5m... 110

Bảng PL.3.2 Các thông số ludng phun của thí nghiệm HCQTVH-Z:I=475m-TN3-Số.

khoang trần mở: 4-Cửa 2&3: a = Sm; cửa 184: a= 0,5m, 1Bảng PL.3.3 Cao độ mặt nước thượng, hạ lưu cơng trình của thi nghiệm HCQTVH-ZAI=475m-TN:khoảng trần mở: 4-Của 283: a= Sm; của L&4: a =?m... I2

Bảng PL.3-4 Các thông số luồng phun của thí nghiệm HCQTVH-Z0=475m-TNA-Số

khoang trần mới 4-Cửn 283:mm; cửa 1&4"`...Bảng PL.3.5 Cao độ mặt nước thượng, hạ lưu cơng trình của thí nghiệm HCQTVH-ZAI=475m-TN2a-S 6 khoang trin mở: 4- Cửa 2&3: a= 2m; cửa 1&4: a= I,Šm...LI4Bảng PL.3.6 Các thông số luồng phun của thí nghiệm HCQTVH-Ztl=475m-TN2a-S6khoang trần mở: 4- Cửa 283: a = 2m; cửa 184: a= 1,5m H5Bảng PL.3.7. Cao độ mặt nước thượng, hạ lưu cơng trình của thí nghiệm HCQTVH-ZAI=475m-TN3a-S ấm...116khoang trin mở: 4- Cửa 2&3: a = 3m; cửa 1&4: a

Bang PL.3.8 Các thông số ludng phun của thí nghiệm HCQTVH-ZtI=475m-TN3a-‡

khoang trin mie 4 Cita 283: a= âm; cửa 18 nữ

Bang PL.3.9 Cao độ mặt nước thượng, hạ lưu cơng trình của thí nghiệm

HCQTVH-Zil=475im-TN4a-S6 khoang trin mớ: 4- Của 2&3: a= Sm; cửa L&4: a =4.5m... I8

Bảng PL.3.10 Các thơng số luỗng phun của thí nghiệm HCQTVH-ZtI=#75m-TN4a-Số

Xhoang trần mới 4- Cita 2&3: a= Sm: cửa Me a =4.ẩm.... "ám.Bảng PL.3.11 Cao độ mặt nước thượng, ha lưu cơng trinh cia thí nghiệm

HCQTVH-Z4I=475m-TN5a-Số khoang trần mớ: 4- Cửa 2&3: a = 0m; cửa 184: ä= /Šm... 120 Bảng PL.3.12 Các thông số luỗng phun của thi nghiệm HCQTVH-ZAI=475m-TN5a-Số

khoang tràn mở: 4- Cửa 2&3: a = 9m; cửa 1&4: a= 8,5m. 121

Bảng PL.3.13 Luu tốc u(m/s) vi mạch động lưu tốc 6,(m/s) tại c

xã mặt của thí nghiệm HCQTVH-Zil=475m-TN3-Sé khoang tran mở: 4-Cửa 2&3: a=Sm; cửa l&4: a= 0,5m, 12

điểm đo tên tran

Bang PL.3.14 Lưu tốc u(m/S) và mạch động lưu tốc ø,(m/š) tại các điểm đo trên tràn.xã mật của thí nghiệm HCQTVH-Zil=475m-TN4-S6 khoang tein mỏ: 4-Cita 283: aSm; cửa L&4: a= 2m 123

</div>Trang 12<div class="page_container" data-page="12">

Bang PL.3.16 Lưu tốc u(m/s) và mạch động lưu tốc o,(m/s) tại các điểm đo trên tràn

xã mặt của thí nghiệm HCQTVI-Z

= âm; cửa 1&4: a= 2,5m 125

I=475m-TN3a-Số khoang trân mở: 4- Cửa 283: a

Bảng PL.3.17 Lưu tốc t(m/s) và mach động lưu tốc ø,(m/) tại các điểm đo trên trànxả mặt của thí nghiệm HCQTVH-ZII=475m-TN4a-$

= ấm; cửa 184: a= 4,5m 126(6 khoang tràn mỡ: 4- Cửa 283: a

Bảng PL.3.18 Lưu tốc w(mis) và mạch động lưu ốc o,(mis) ti các điểm do trên tn

xả mặt cia thí nghiệm HCQTVH-Z/I=175m”

~ ðm; cửa 184: a= 85m lakhoang trần mổ: 4- Cửa 2&3: a

</div>Trang 13<div class="page_container" data-page="13">

MỞ DAU

1. Tính cấp thiết của đề tài

Việt Nam có khoảng 7.000 đập lớn nhỏ các loại, trong đó có khoảng gần 500 đập lớn,

là nước có nhiều đập cao trén thé giới. Tuy nhiên sự phân bồ về hình loại đập theo vật

liệu khơng đều nhau. Trong số các đập có chiều cao nhỏ hơn 100m thì đập vật liệu địa

phương chiếm tới 80%, cịn đối với đập có chiều cao hơn 100m thì đập bê tơng nói

chung và đập bè tơng trong lực nói riêng lại chiếm 1 tỷ lệ đáng kể. Hon nữa trong

những năm gin đây, đã tiến hành xây đựng hàng loạt các cơng trình thủy điện với

chiều cao đập tương đối lớn da phần dé sử dung đập bê tơng trọng lực.

cc hệ thống cơng trình đầu mỗi thủy lợi ~ thủy điện phải bé trí cơng trinh tháo để

kế bổxã lũ, xã nước thừa xuống hạ du. Một tong những vẫn đề hàng đầu trong thí

trícơng tình tháo là giải quyết tốt vẫn để nỗi tếp hủy lục sau cơng trình xả. Các dang tràn xa lũ thường được dùng có dạng mặt cắt thực dụng như mặt cắt Oxipherop hoặc mặt cắt có dang đường cong Wes.

‘Cac dạng nối tiếp và tiêu năng ở hạ lưu có thé được dùng:

+ Tiêu năng mỗi phóng ~ dịng phun thường thích hợp với cơng trinh đầu mỗi c cột nước cao hoặc vừa, nén móng bằng đ. Hinh thức mặt bằng của thiết bị tiêu năng đồng

phun có loại bề rộng khơng đổi.

+ Tiêu năng chảy đáy có thể thích nghỉ với các loại nền đá hoặc không phải là đá với

yêu cầu đối với trang thái đồng chây tương đối nghiêm khác. Tiêu năng đáy có bể tiêu

năng, bé tưởng kết hợp kiểu day bằng, diy nghiêng hoặc đáy mở rộng, đáy thu hep.Ngồi ra có thé ding tiêu năng dong mặt, hiệu qủa của dạng tiêu năng này so với tiêunăng dịng đáy khơng kém hơn nhiều.

Nếu dùng tiêu năng dong phun edn phải nghiên cứu thận trong do ảnh hưởng của chế

độ thay lực cuỗi mũi hắt dòng tia văng xa, bé rộng dòng phun tại khu vực bố trí hồ xói đảo trước có th bịloe hoặc chum lạ so với b rộng mũi hit, vin đề này sẽ ảnh hưởng cđến chiều sâu hồ xói, b rộng hai biên hồ xói. Khí chế độ thủy lực hạ lưu không tốt sẽ

ĩ

</div>Trang 14<div class="page_container" data-page="14">

ảnh hưởng sat lỡ hai bờ sông, ảnh hưởng an tồn cho cơng trình chính. Đặc biệt nguy

hiểm đối với ôn định của đập khi trân vận hành được bổ trí ở thân đập bơ tơng trong lực hay đập vịm, hồ xói ở ngay sau chân đập.

Toi Vigt Nam, khi thiết kế các công tỉnh cổ cột nước cao (phục vụ mục đích phát

điện) để xa lượng nước lũ thưởng dùng giải pháp thiết kế tràn xả mặt, tiêu năng kiểu

phóng xa, Theo kiểu tiêu năng phóng xa này thi cối tràn có bổ trí mỗi phun ở cao độ tiên cao so với mực nước hạ lưu. Tại vị trí mũi hắt nước thường có vận tốc lớn, nước

khuếch tán vào khơng khí và rơi vào khu vực hỗ xói đào trước. Khi tràn có số lượng.

cửa van lớn (n>3) và các khoang tần không cỏ tưởng phân ding riêng cho từng cra

van hoặc từng cụm cả van liễn kề thì quá trình xả nước lũ qua tràn sẽ gặp khó khăn.

Khi khơng có quy trình thứ tự mở và độ mở hợp lý của các cửa van hợp lý có thé nước

sẽ loe ra tồn bộ phin mũi hit cũng như sẽ roi ra ngoài phạm vi khu vực hồ xói đảo

trước, có thé rơi lên hai bờ hạ lưu làm sat trượt, gây mat én định hai bờ, có thé dẫn đến

ảnh hưởng đến an tồn cơng trình. Các cơng trình này khi xây đựng quy trình đồng mở

cửa van (quy trình vận hành cửa xa) thường được thông qua công tác kiểm nghiệm

trên mơ hình vật lý để đưa ra quy trình, chế độ vận hành hợp lý cho việc đồng, mở các

cửa van,

Cơng tình thủy điện Bản Chất là một vi du điễn hình cho việc bổ trí trần xã lã là trần

xả mặt có cửa van điều tết nhưng dọc theo chiều di từ cuối trụ pin của các cửa vankhông tị

độc lập ma chia thành cụm cửa xả có tưở

và xây dựng tường phân dong kéo dị mũi hắt cho từng của xả

1g phân dng. Do đó khi cơng trình đi vàovận hinh, ngay tại mia xả lũ đầu tiên của cơng trình đã khơng xả được đúng theo quitrình vận hành đã được phê duyệt, quá trình xả nảy đã làm cho hai bờ bị sạt trượtnhiễu, gây mắt ổn định đường vào vào nhà máy thủy điện. Vì vậy đã phải tiến hảnhthực nghiệm lập chế độ vận hành hợp lý cơng trình xả mặt. Qua thực nghiệm trên mơhình thủy lực đã đưa ra được các chế độ đóng mở hợp lý cho từng cửa van để đảm bảo,

xả được lũ và vận hành an toằn cho cơng trình

2. Mục đích của đề tài

Đưa ra quy trình đơng mở cửa van hợp lý khí tràn khơng có tường phân dịng để đơng

phun sau mũi hit tập rung vio khu vue hé x6i do trước

</div>Trang 15<div class="page_container" data-page="15">

3. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

Điều tra, thống kê và tổng hợp tải liệu nghiên cứu đã có ở trong và ngồi nước có

liên quan đến để

Nghiên cứu cơ sở lý thuyết Ứng dung tính tốn với công tỉnh xả lũ thủy điện Bản

~ Nghiên cứu thực nghiệm và so sánh kết quả tính tốn với kết quả thi nghiệm mơ.

"hình, Nghiên cứu sẽ đựa trên các phương pháp sau đây:

+ Mơ hình vật lý: Thực hiện thí nghiệm trên mơ hình vật lý tại phỏng thí nghiệm thủylực ~ Viện Năng lượng.

+ Thống kê: Xử ý số liệu và thiết lập quan hệ giữa các yếu tổ thay lực theo số liệu thí

nghiệm thu thập được.

4, Kết quả dự kiến đạt được

= Khai quát chung về tran xa lũ và tổng quan quy trình vận hành (xả mặt có tường

phân dịng và khơng có tường phân ding), phân tích đồng chảy dưới cửa van dưới

tác động của quy trình mở van khác nhau;

~_ Nghiên cứu thực nghiệm về cơng trình xá mặt khơng cỏ tưởng phân dịng;

= Đưa ra quy trình thứ tự đồng mỡ, độ mở hợp lý của từng cửa van để cơng trình thủy,

điện Ban Chat vận hành an toàn

</div>Trang 16<div class="page_container" data-page="16">

CHƯƠNG 1 TỎNG QUAN VE CHE ĐỘ VAN HANH DAP TRAN XA.

1-1, Khái quát về trần xã mặt

1LL1. Khải niệm và phân loại [6]

Công tinh tháo lũ trên mặt thường đặt ở cao trình tương đối cao. Do các cao trình của

ngưỡng trăn cao, nên nỗ chỉ có thé dùng để háo dung ích phơng lũ của hỗ chứa

Cơng trình thảo ũ trên mặt bao gồm các loại sau

</div>Trang 17<div class="page_container" data-page="17">

Hình L5 Đường tin kiểu gio Hình 1.6 Đập trăn 1.1.3. Đặc điểm kết cau của đập tràn xả mặt

1.1.2.1. Đập tràn có thé có nhiễu hình thức khác nhau [6}

“Hình 1.7 Cac hình thức mặt cắt của đập trần

2) Đập trần kiêu 1 bic; b) Đặp trăn ku nhiều bậc; ),đ) Đập trn kiểu hình cong:

©) Ngường tr

</div>Trang 18<div class="page_container" data-page="18">

Loại đập tràn kiểu một bậc được ứng dụng lúc nén móng chắc chắn, khơng có loại cát séi hạt lớn chây qua, Do đồ ta nước chảy xuống đấy sông và phn bảo vệ nên người ta

thường dùng loại này với trường hợp cột nước khơng lớn (3-4m) hoặc có cột nước lớn.

hơn nhưng đã có biện pháp tiêu năng đối với những tia nước đó,

Loại đập tràn kiểu nhiều bậc ít được ứng dụng hơn, do cần có nền móng khá dài và

tổn vat liệu xây dựng

Loại đập tràn kiểu hình cong (đập tràn thực dụng) được dùng nhiều nhất, Loại nay nổi

tiếp được thuận và hệ số lưu lượng lớn,

Loại ngưỡng trăn thường được dùng khi cột nước thấp và có cửa van.

1.1.2.2. Mặt tràn thường dùng loại đường cong không chân không.

Mặt tràn cho các cơng trình xả lũ hiện nay thường dùng hai loại đường cong phô biến:

(6) đường cong dang Oxiphérép và Gi) đường cong dạng Wes

1.1.2.3. Có của van cụng để điều tiết

Hiện nay các cơng trình thủy lợi thủy điện vừa và lớn thường sử dụng cửa van đồng

mở điều tiết hỗ chứa là dang cửa van cung, có các kích thước BxH khá lớn, ví dụ như

Sơn La có BxH=15x11,46m; Bản Chat có BxH=15x15m,

Hình 1.8 Cắt dọc đập tràn có cửa van điều tiết Hình 1.9 Mặt bằng đập tràn xả lũ

</div>Trang 19<div class="page_container" data-page="19">

L124. Da dang các hình thức tiêu năng khác nhan: nhưng chỉ yếu là tiêu năng

phơng xa

Đối với các cơng trình thủy điện, thủy lợi nếu sử dụng phương án tiêu năng phóng xa thì cin phải số nỀn hạ lưu a đá vững chắc. Dé tiêu năng hit năng lượng của dòng phun đồ xuống hạ lưu thường đảo trước hồ xói dé dịng phun rơi trọn vẹn vào khu vực hồ. xi, năng lượng dư thừa được iêu tan trong khu vực hỗ xổi. Dang chảy sau khí ra khu

vực hỗ xéi sẽ giảm bớt nhiều năng lượng khi hỏa nhập vào địa hình lịng sơng tựnhiên.

Dang chảy sau khi qua dip tràn xuống hạ lưu có năng lượng rit lớn. Năng lượng đồ được tiêu hao bằng nhiều dạng khác nhau: một phần năng lượng này phá hoại lòng

</div>Trang 20<div class="page_container" data-page="20">

hao do ma sắt nội bội

xông và hai bên bờ gây nên xói cục bộ saw đập, một phần

dòng chảy, phần khác do ma sắt giữa nước và khơng khí. Sức cin nội bộ đồng chảy

cảng lớn thì tiêu hao năng lượng do xói lở cảng nhỏ và ngược lại. Vì vậy người ta

thường ding biện pháp tigu hao năng lượng bằng ma sit nội bộ đồng chiy để giảm khả

năng xói lở lịng sơng và ding hình thức phóng xa làm cho nước hỗn hợp và ma sit

với khơng khí cổ tắc dung tiêu hao năng lượng và giảm xsi lỡ. Đ đạt được mục dich ởtiên, thường đùng các hình thức tiêu năng sau đây: tiêu năng ding chảy đây (Hình

1.11a, Hình 1.11b); tiêu năng dong mặt (Hình 1.11c); tiêu năng đỏng mặt ngập (Hình.

1.114) iêu năng phóng xa (Hinh 1.11¢),

"Ngun lý cơ bản của các hình thức tiêu năng trên là làm cho ding cháy tiêu hao bằng ma sắt nội bộ ding chảy, phá hoại kết cấu đồng chảy bằng xáo trộn với không khi

khuếch tán theo phương đứng và để giảm lưu lượng đơn vị, Các hình thúc tiêu năng 46

có liên quan lẫn nhau. Khi mực nước hạ lưu thay đổi các hình thức đó có thé chuyển

hóa lẫn nhau.

Tiêu năng phóng xa được sử dụng nhiều cho các cơng trình có cột nước cao, ha lưu và.

nin đã có khả năng chống xối t6t. Cao trình đình mai phn phải lớn hơn mực nước lớn

nhất ở hạ lưu,

1.1.3.1. Chiễu dài phơng xa

Đồng chảy rên mỗi phun có lưu ốc lớn lại chịu ma sát với thành biên do vậy mức độ

rối tăng lên, khơng khí trộn vào đồng nước và do đó một phần năng lượng được tiêu hao. Khi dịng chảy đã phun vào khơng khí, do có ma sát với khơng khí một phần nang lượng nữa được tiêu tấn. Dòng phn khi nhắn chim xuống mục nước hạ lưu sẽ hình

thành hai cuộn nước lớn ở phía trước và phía sau. Trong vùng cuộn sẽ hình thành đông

rỗi mãnh liệt, các đồng này va động, xáo trộn lẫn nhau, ma sat tương đổi với nhau từđó năng lượng được tiêu hao. Lớp nước hạ lưu cảng lớn thi sự mở rộng của dong phuncảng nhiều và tiêu hao năng lượng cảng lớn.

“Xác định chiều dai phóng xa đựa trên cơ sở lý luận dong phun có dạng parabol:

L(9, tạ,V, Ys 2) ay

</div>Trang 21<div class="page_container" data-page="21">

“Trong đó

cọ: bệ số lưu tốc:

ay: góc phóng của dịng nước gần đúng lấy bằng gö nghiên của mũi phun;

y,Z tọa độ xác định vị trí.

“Các cơng thức lý luận xác định L sai khác với thực tế vì:

Cie giá tị ọ,,V chỉ lã các gi hị gin đồng:

= Chua tính đến bản kính cong ngược R của mỗi phun;

~ Chưa ip đến khoảng cách từ điểm thấp nhất của đoạn cong đến đỉnh mũi phun,

mức độ mở rộng của đồng phun, hiện tượng trộn khí, sức cản của khơng khí.

Để tính giá trị gin đúng của chiều dai đồng phun, hiện nay có nhiều cơng thức. Mỗi cơng thức đề cập đến các yếu tổ ảnh hướng khác nhau do đỗ mức độ chính xác của

mỖi cơng thức phụ thuộc vào từng điều kiện cụ thé. Vi vậy khi tinh toán phải phân tich

và lựa chọn công thức tinh phi hợp.

11.3.2. Xăng vỗ hạ lưu

Đông chảy từ trên cao đỗ xuống tạo xung vỗ vào các tảng đá hạ lưu, vỗ mạnh xuống

tận nén và ở, làm cho nén bị rạn, rồi nứt lờ dẫn đến phá hoại từng chỗ. Quá trình đó

lập di lặp lại nhiều lần và liên lục dẫn đến vết nứt phát triển mở rộng và nền bị phá

hoại. Đó là giai đoạn đầu của sự hình thành xói.

Xung vỗ mạnh có thể kéo theo những tang đá bị bóc lên, thốt khối vi tí và bị đồng

chy mang về hạ lưu, tạo cho hồ x6i phát tiểu

Xung vỗ kéo dài, hỗ xói sâu rộng dẫn, động năng của nước giảm nhỏ đến mức không

phá hoại nền được nữa. Khi đó được gọi là giai đoạn trạng thái cân bằng của hỗ xối

(hd xôi da phát triển tới giá trị cực hạn về độ sâu, chiễu dài hỗ xói và bề rộng hỗ xói. “Các nhân tổ ảnh hưởng đến sự hình thành và phát triển hỗ xơi là địa hình, địa chất,

hình thức cơng tình nối tiếp, mực nước hạ lu, quy trình vận hành. Chưa có nhiều

nghiên cứu về sự hình thành, phát rin hồ xi trong nn đã đướ tác dụng của xung vỗ

9

</div>Trang 22<div class="page_container" data-page="22">

1.1.3.3. Chiểu sâu hổ xói

Khó có thể có cơng thức thuần túy xác định chiều sâu hỗ xói. Chỉ có thể có các cơng thức thực nghiệm được thi lập trong nhũng diễu kiện nhất định và trong một phạm vi ứng dụng nhất định.

Dang chung thường gặp của công thức xác định chiều sâu hồ x6i là

T=Kq”H" (2)

Trong dé: T:chiều sâu hỗ x sin ie mực nước họ ưa;

4 Lan lượng đơn vi

HE Chênh lệch mye nước thượng hạ lưu;

em, n: Các số mũ, có thé xác định bằng thực nghiệm;

K: Hệ số địa chất nên,

Khi đã có kết cấu sa thạch hồn chỉnh, khoảng cách các vẫn lớn, ít nạn nứt, ấn chắc,

khả năng khing xung tốt th K nhỏ. Theo quy phạm trung Quốc

= Đã sự thạch cứng, hồn chính

= Ba sa thạch it hodn chỉnh:

+ Ba u có vết rạn:

1.1.3.4. Vi trí sâu nhất của hỗ xói

Vi tí sâu nhất của hỗ xối bình thường là tử nơi đơng nước va đập xuống nỀn. Nhưng:

cũng có thé diễn ra khơng ứng với nơi nước rơi xuống mà là nơi có địa chất nên yêu

“Tiêu năng đồng phun là biện pháp tiêu năng vữa an tồn vừa kinh tế. Nó chủ u nhời vào mũi hit khiến cho dòng chảy cổ tốc độ lớn vot ra xa chân cơng trình và hỏa nhập,

với mực nước hạ lưu của lịng sơng. Nền đá bền cứng có khả năng chống xói tốt do đó.

các cơng trình thủy lợi đầu mícó cột nước cao sử dụng tiêu năng dịng phun là phù.

hợp. Hình thức nổi tiếp tiêu năng của tràn xả lũ kiểu dòng phun ở Trung Quốc sca

dụng là 85%, còn lại 15% là dùng tiêu năng day. Ở các nước khác sử dung 75% cho

10

</div>Trang 23<div class="page_container" data-page="23">

kiểu đồng phun, còn lại 25% dùng kiểu tiêu năng day hoặc.thì đã

năng mặt. Ở Việt Nam.

ố các cơng trình thủy điện loại lớn và vừa được ứng dungsu năng xã lũ kiểu

dong phun. Tuy nhiên, kiểu tiêu năng dong phun cũng còn một số hạn chế, bat lợi sau

cin được nghiên cấu, đánh gi để đưa ra gi php ngăn ngừa hợp ý:

~_ Đối với đập tràn xả lũ đặt cạnh đập vật liệu địa phương, cin chú ý tới dòng phun.

gây ra dòng chay quấn tại hạ lưu là xöi 16 chân đập:

= Tao sương mù trong quá trình nước nhảy sẽ ảnh hưởng tới q trình vận hành trạm

thủy điện va giao thơng đầu mối, khi thiết kế đầu mồi phải tính kỹ đến điều này; Nếu nền móng là nền mềm yếu và kéo dit đến tan hạ lưu, cấu tạo dia chất có khả năng bj dịng chảy có động năng cực lớn trực tiếp đảo xói cắt đứt thì có thé gây ra

nguy hại đến én định của nền và bở;

= Bs đốc có kha năng xói sập hoặc do trang thi ding chấy ving xốy dio xó làm nguy hại tới én định vai đập, bồi lắp lịng sơng hạ lưu hoặc kênh dẫn phía sau hoặc.

tạo nên khối lượng xử lý cơng trình q lớn;

~_ Sóng vỗ do nước nhảy và dịng xốy sé uy hiếp tới trạm thủy điện và âu thuyền hoạt

động bình thường

1.1.3.5, Về chiều rộng hồ xi theo chiều vng góc dng chảy

Do ảnh hưởng của mạch động và các yếu tố khác trên đường của tia nước phóng

xuống hạ lưu nên hỗ xi hình thành sẽ cổ đấy mở rộng. Có thể xá định bé rộng dy hỗ

Xối theo cơng thức sau:

Shs, (3)

“Trong đó: hy — độ sâu phân giới trong kênh hạ lưu

1.2. Tổng quan về qui trình vận hành cơng trình trần xã mặt có cira van điều tiế 1.2.1. Khải niệm về quy trinh vận hành

Quy trình vận hành cơng trình xả là trình tự đóng, mở các cửa van cơng trình xả theo một chu trình đã định nhằm thảo được lưu lượng Ii hoặc cấp nước xuống hạ lưu, chu

</div>Trang 24<div class="page_container" data-page="24">

trình đóng mỡ này phái đảm bảo vận hành an tồn cho cơng trình xã và an tồn cho hạưu cơng trình.

1.22. Các u ảnh hưởng đến quy trình vận hành 1.2.2.1. Số liệu quan trắc thủy văn.

Số liệu quan trắc thủy văn có tính chất quyết định đến việc tính tốn điều tiết và vận. hành hỒ chứa. Các số liệu quan trắc sẽ cho biết lượng mưa, tổng lượng lũ về tuyển cơng trình. Tờ đó thơng qua tinh toin đi tết sẽ cho biết tổng lượng xả của từng con

1, din đến việc đưa ra chế độ mé các cửa xả để xa được lưu lượng tính tốn.

1.2.2.2. Tinh tốn điễu tiết lũ hỗ chứa.

Sau khi có kết quả tinh tốn điều iết ã hồ chứa, người vận hành công tỉnh xã sẽ lựa chọn số cửa, hoặc độ mở các cửa a, (m) khác nhau đã được thiết lập trong quy trình vân hành để xa được tổng lưu lượng cin xã qua cơng trình xã khi có trận lũ đến

1.2.2.3. Các thông số kỹ thuật của công tinh xã

“Các thông số kỹ thuật cơng trình xả như: chicao ngưỡng trần, loại ngưỡng tràn, loạicao mũi hi

trân, bản kính cong mỗi hắt, góc hắt, chỉ hiểu rong khoang trần, số khoang... là các thơng số inh hưởng trục tiếp đến quy trình vận hành. Các thông số

niêu trên ảnh hưởng đến khả năng xả và chế độ thủy lực trên tràn hoặc đưởi hạ lưu. Vi

du trong trường hợp các cũu mỡ không đều độ mỡ a, (m) rên mặt trin sẽ cổ các sông

xiên, giao thoa đồng chảy và tạo thành các cùng dp suất thay đổi ign tục trên mặt trân,

dưới tác động của dịng phun khơng ơn định như vậy các cơng trình tiêu năng ở hạ lưu

sẽ bị hư hong nghiêm trọng. Vì vậy, cẳn thếtlập quy trinh vận hành cứa van để các

giá trì ảnh hưởng bit Ii được triệt tiêu hoặc có ảnh hướng ít nhất 1.2.2.4. Địa hình, địa chất hạ lưu.

Địa hình, địa chất hạ lưu anh hướng trực tiếp đến quy trình vận hảnh cửa van. Ví dụ

cơng trình xã được bổ trí tại khu vực có lịng sơng hẹp và có độ dốc hai bờ cao do vậy

chế độ vận hành công trình xã phải đạt được yêu cầu tránh sạt lở bai bờ hạ lưu, luỗng

phun tập trung vào hồ x6i đã đào trước, Khi luồng phun cơng trình xả đỗ vào các ting

địa chất khác của của hỗ xôi sẽ gây ra xơi lở khu vực hạ lưu hỗ xói, giả sử hồ xơi có

địa chất nền là đá gốc thi có thé chịu được ning lượng lớn từ dng phưn, khi gặp nền

</div>Trang 25<div class="page_container" data-page="25">

hạ lưu có địa chất là n đá yếu tì phải sử dụng biện pháp thiết kể cơng nh tiêu

năng, Vì vậy, quy trình vận hành cửa van hợp lý phải đạt được u cầu an tồn cho hạ

đu (xói, sat trượt hai bờ).

1.225, Kế cấu cơng trình tiêu năng ha lưu

Tùy theo điều kiện địa hình, địa chất các kỹ sư tr vấn thiết kế sẽ lựa chọn phương ẩn

phù hợp cho cơng trình tiêu năng hạ lưu. Có thể là hồ xói, bể tiêu năng, hoặc bể tưởnghợp. Tuy nhiên khi xây dựng quy trình vận hành phải mở các cửa van sao cho dịng,phun đổ gon trong cơng trình tiêu năng, cũng như cơng trình tiêu năng này phải đảm

"bảo tiêu hao hết năng lượng từ dòng phun gây ra

1.2.3. Xây dựng quy trình vận hành

'Việc xây dựng quy trình vận hành đóng mở cửa van thưởng thơng qua các cơng thức

lý thuyết để tính tốn ra các thơng số cần thiết (khả năng xả, các thông số thủy lực khác..), qua đồ có thé đưa ra chế độ mở của van tương ứng để xã được lưu lượng nước It hoặc cắp nước cho hạ du.

Tuy nhiên theo Quy chuẩn Việt Nam số 0405: 2012/BNNPTNN tại mục 4.12 có quy định các cơng trình thủy lợi thấy diện có cắp công trin từ cấp trở lên thi việc xây

đưng quy trình vận hành đồng mỡ cửa van cơng ình xả phải được thực hiện kiểmnghiệm thông qua nghiên cửu thực nghiệm thủy lực. Từ quy tỉnh đồng mỡ cửa van

giả định sau khi tính tốn lý thuyết của các kỹ sư tư vẫn thiết kế sẽ được các kỹ sư tư

thí nghiệm thực nghiệm trên mơ hình vật |kiếm nghiệm. Q trình kiểmnghiệm trên mơ hình vật lý là một cơng việc có tính chất đặc thù, phúc tạp và tỷ mi.

“Thơng thường để xây dựng được quy trình vận hành đóng mở cửa van hợp lý thường.

phải mỡ rit nhiều tổ hợp các độ mở cửa van, ổ hợp cúc cửa đóng, mở hồn tồn. Từ

các kết quả thí nghiệm cho từng cấp lưu lượng (hoặc tổ hợp mở) các ky sư tư vin thí

nghiệm so chọn để đưa ra chế độ vận hành đóng m6 cửa van tối ưu cho cơng trình.

Với các cơng trình từ cấp II trở xuống khi xây dựng quy trình vận hành cơng trình tràn

khơng phải thực hiện cơng việc thực nghiệm trên mơ hình vật lý. Các kỹ sư tư vấn

thiết kế Sẽ tính tốn thơng qua các cơng thức lý thuyết dé cho kha năng xa tương ứng,

</div>Trang 26<div class="page_container" data-page="26">

còn việc mé cửa van với độ mở a hoặc đóng, mở hồn tồn các cửa van thường thơngaqua kinh nghiệm của bản thân và đồng nghiệp

1.2.4. Quy trình vận hành trong thực tế hoạt động

Mỗi một hồ chứa cơng trình thủy lợi, thay điện đều có một quy trình vận hành hd chứa, quy tỉnh này phải được cơ quan chức năng có thim quyền phê duyệt để Chủ

đập có căn cứ để thực hiện vận hành hd chứa. Một quyết định phê duyệt vận hành hỗ

chứa thường có 4 chương, (i) Chương I - Nguyên tắc chưng: (ii) Chương II — hành cơng trình diều tiết chống lũ; (ii) Chương III ~ Vận hành cơng trình điều tiết nước phát điện và dam bảo dòng chảy tối thiểu; (iv) Chương IV - Quy định trách nhiệm và tổ chức vận hành. Mỗi chương sẽ bao gồm các điều khoản để lâm cơ sở thực

hiện. Trong đó, mục có tính chất đặc biệt quan trọng trong quy trình vận hành hỗ chứa

1à quy định trinh tự đồng mé các cửa van đập tran.

Để thực hiện tốt việc vận hành hỗ chứa thi việc ban bảnh quy định trích nhiệm và tổ

chức vận hành cho từng cá nhân con người cụ thể sẽ là nền tảng thực hiện việc vận

hành hỗ chứa đạt kết quả tốt, cụ thé như sau:

~ Thu thập, theo dõi chặt chế tình hình diễn biến khí tượng thủy văn, các tải liệu phương tiện cin thiết cho việc tinh tn điều tiết hỗ chứa:

~ Kiểm tra tình rang cơng tình, thế bi tinh trạng sa lở vũng hỗ vàcó cc biện pháp

kip thời khắc phục các hư hỏng để đảm bào nh trang độ tin cậy làm việc bình

thường, an tồn của cơng trình và thiết bis

~ Thi hành lệnh đóng mở cửa van đập tràn theo quy định. Trong trường hợp lệnhđồng, mở cửa van đập tran trái với quy định thì phải báo cáo cơ quan có thẳm quyền

xem xét quyết định;

= TS chúc, huy động lực lượng trực, sẵn sàng tiễn khai công tác khi cần thế:

~__Tổ chức kiểm ta, đảnh giá tồn bộ thết bị, cơng trình và nhân sự, lập kế hoạch xả,

tích nước hỗ chứa

1

</div>Trang 27<div class="page_container" data-page="27">

= Phối hợp với các cơ quan địa phương để thông báo và tuyên tuyễn đến nhân dân

vùng hạ du những (hông tin và hiệu lệnh thông báo xi nước, đặc biệt là nhân din

sống gần hạ lưu cơng trình,

1.3. Những nghiên cứu về qui trình vận hành xả mặt1.3.1. Nguyên tie xây đựng qui trình vận hank

'Việc xây dựng quy trình vận hành cơng trình xã lồ phải đựa trên các tính tốn lý thuyết

khả năng xã và các thông số thủy lục khác dé dưa ra chế độ đồng mở của van tương ứng với lưu lượng cin tháo xuống he du. Tủy từng cấp thiết kế của cơng trình ma quy trình đồng mở của van có cần được kiểm nghiệm bằng phương pháp thí nghiệm mơ

"hình thủy lực hay khơng,

Khi xây dựng quy trình đồng mở cửa van phải phân tích đầy đủ, cụ thé các trường hợp

mở cửa với độ mở a (m), đóng hoặc mở hồn tồn một số cửa van. Các phân tích cụ.

thể bao gồm: (i) khả năng xã: (i) thông số thủy lực luỗng phun: (i) chế độ nỗi tiếp: (iv) địa hình, địa chất hạ hưu (v) hồ xói và các khu vực giá cổ hạ lưu

Từ các đính giá cụ thể cho từng nội dung, qua đó phân ich lựa chọn để đưa ra quy

trình vận hành cơng trình xả.

132 nội dụng đã được nghiên củu về qui trình vận hành

Van hành hỗ chứa là một trong những vấn để được chú ý nghiên cứu, quan tâm nhiều.

trong hing trim năm qua. Mặc dù có những tiền bộ vượt bộc trong nghiên cứu, quản lývận hành hỗ chứa nhưng cho đến thời điểm hiện tại đổi với hẳu hết các hệ thống hd

chứa, khoa học thé giới vẫn chưa tìm được lời giải chính xác phải vận hành hồ chứa

như thế nào để mang pi gi fh ti đa cho xã hội.

Qua kinh nghiệm của thé giới trong việc xây dựng va quan lý cơng trình trên sơng cho. thấy cing với các biện pháp quân lý thi vin bành hệ thống cơng trình cổ th linh động điều tiết nước về ha du, xã cắt lũ cho thượng lưu.

Nghiên cứu trong vận hành hồ chứa có thể phân ra thành cúc nội dung chính gém có

nghiên cứu vận hành cho:

= Don hỗ chứa don mục tiêu sử dung;

</div>Trang 28<div class="page_container" data-page="28">

= Đơn hỗ chứa da mục tiêu sử đụng:

~_ Liên hỗ chứa đa mye iêu sử dụng,

;hứa nằm Thơng thường mỗi hồ chứa có một chế độ vận hành riêng, ngay cả khi

trong cũng hệ thống. Trong một mục tiêu sử dụng hỗ chia là để chống Ia, nhưng khỉ

sặp các trận lũ mà tổng lượng lũ lớn hơn dung tích phịng lũ thi lượng lũ thừa này

thơng qua tinh tốn đi tiết lũ phải xã xuống hạ lưu thơng qua cơng trình sả. Việc vận

hành cơng trình xa của mỗi cơng trình cụ thé có đặc tính khác nhau (loại tràn, chênh

cao giữa đình trin và mũi phóng, di titkiện địa chất, địa hình hg lưu..). Do vậy cónghiên cứu về vận hành đồng mở cửa van mà khái qt chung được cho mọi cơng

trình, thường chỉ có các nghiên cứu cụ thể cho từng cơng trình riêng biệt. Và sau mỗi

nghiên cứu riêng biệt này sẽ đưa ra được một quy trình đồng mở của van hợp lý choriêng cơng trình

1.3221. Các nghiên cứu vé quy trình vận hành hỗ chứa trên thé giới (8)

‘Van hành hồ chứa đa mục tiêu với việc sử dụng nước cho nhiều mục tiêu là một trong.

những vin đề được quan tâm tối nhiễu nhất trong lịch sử hằng trim năm của công tác

quy hoạch quản lý hệ thống nguồn nước và thu hút nhiều nhà nghiên cứu trong vài

chục năm t lại đây. Nghiên cứu vận hình quản lý hệ thống hỗ chứa luôn phát tiển

theo thời gian nhằm phục vụ các yêu cầu phát triển liên tục của xã hội,từ nghiên cứu

dom giản của Riypl ở thể kỹ 19 về dung tích trữ phục vụ cấp nước (Rippl 1883) ti các

nghiên cứu gần đây của Lund v8 phương pháp lun trong vận hành tối ưu hệ thổng I

hỗ chứa phục vụ đa mục tiêu (Lund và Guzman, 1999; Labadie, 2004). Mặc dù đã đạt được những tiến bộ vượt bậc trong nghiên cứu quản lý vận hành hỗ chứa nhưng cho đến thời điểm hiện tại không có một lời giải chung cho mọi hệ thống mà tủy vio đặc

thủ của từng hệ thống sẽ có lờ giải phủ hợp.

Các nghiên cứu trên thé giới đã sử dụng các thuật toán điều khiển khác nhau dé giải

quyết bài tốn vận hành hỗ chứa, nhìn chung có 3 nhóm phương pháp thường được sử

dụng nhiều nhất, bao gồm: mơ phỏng, tối ưu và nhóm kết hợp tối wu và mơ phịng.

+ Phương pháp mơ phóng:

16

</div>Trang 29<div class="page_container" data-page="29">

hóaChaves, P. Và Chang FJ đã nghiề

(ENNIS) vào vận hành hồ chứa Shihmen ở Đài Loan với 5 biến ra quyết định. Kết quả cứu áp dụng mạng tí tuệ nhân tạo ti đạt được cho thấy mang ENNIS sử dụng cho việc vận hành hồ chứa Shihmen này có nhiều thuận lợi hơn nhiễu vì nó có ít thơng số, dễ đăng xử lý các biển điều khiển, dB

kết hợp giữa mơ hình vận hành với các mơ hình dự báo dòng chảy đến. Kết quả nghiên

cứu cũng chỉ raring mạng ENNIS hoàn toàn cổ khả năng kiểm soit nhiều biển ra

quyết định để đưa ra các quyết định hop lý khi vận hành hỗ chứa đa mục tiêu + Phương pháp thuật toán tối ưu

Kumar, Viện khoa học An Độ đã sử dụng thuật toán tối ưu SWARM vào nghiên cứu

ân hành hệ thống liên hỗ chứa gồm 4 hồ mà trước diy Larson đã sử đọng quy hoạch:

động để giải quyét. Hai nhà thủy văn Kumar và Singh cũng áp dung các thuật toán GA,

= giải đoán gen. Kết quả cho thấy thuật tốn tơi ưu SWARM có khả năng áp dụng rất

tốt vào giải quyết bài toán vận hành liên hồ chứa

+ Phương pháp kết hợp tối ưu và mô phỏng:

Alzali và Nnk đã nghiên cứu vận hành phối hợp hệ thống hồ thủy điện Khersan, Iran bằng việc kết hợp mơ hình mơ phỏng và thuật toin tối ưu với him mục tiêu là sản

lượng điện của hg thống. Thuật toán tối ưu được áp dụng tong nghiền cứu là quy

hoạch tuyén tinh riêng cho từng hỖ trong từng bước thời gian để làm cơ sử xem xétcho việc wu tiphát điện của các hỗ trong hệ thống. Kết quả đạt được cho thấy nếu

vận hành phối hợp 4 hỗ chứa theo ham mục tiêu dé ra sẽ cho sản lượng điện cao hon

Khoảng 7.9% tổng sản lượng điện của hỗ khi vận hành ring rẽ 1.32.2, Các nghiên cứu về uy trình vốn hành tại Việt Nam

Tại Việt Nam đã có các nghiên cứu thực nghiệm dé xây dựng quy trình vận hành, tuy.

hiên các nghiên cửu này thường gắn với các công trinh cụ thể ma không đưa ra được phương pháp chung nhất dé đảnh giá, xây đựng quy tình vận hành cho mọi cơng trình.

Ngun nhân là do mỗi cơng trình có tính chất và đặc điểm riêng nên các kết quả

nghiên cứu khơng có đáp số chung cho mọi cơng trình.

</div>Trang 30<div class="page_container" data-page="30">

Vi dụ như để xây đựng quy trình vận hành cửa van cơng trình xã của thủy điện HồnBình, các chuyên gia Nga đã tiền hành thực nghiệm tại nước Nga và tại mơ hình tỷ lệ

1/100 tại Hịa Bình, kết quả là đã đưa ra được quy trình vận hành ngay sau khi cơng

tình được hồn thành năm 1994, Tuy nhiên khi cơng tỉnh được vận hành theo quytrình nêu rên với trận lũ năm 1996 thi tồn bộ hạ đu cơng trình (từ chân đập đến vị tí

p 1, Skm) ha bội

đập dit da hỗn hợp bi xi ti. Vì vậy đã có 02 đỀ tài nghiên cứu do Viện Nang lượng

ố hai bờ hạ du. Đề tài đã kiết

quy trình so với trước đây nhằm đảm bảo vận hành an tồn cho cơng trình chính va anhha lưu cách chânbờ sơng bị xói lờ nghiêm trong, lăng trụ đá ha lưu

chủ trì về quy trình vận hành và gia nghị hiệu chỉnh tồn cho hạ du, Quy trình điều chỉnh này hiện đang đáp ứng được chế độ vận hành cửa

van của công trình,

Cong trình xa của thủy điện Sơn La (12 cửa xã đáy và 6 cửa xả mặ0, việc xây dựng

quy trình vận hành hỗ chứa va đóng mở cửa van cơng trình xả đang được Tư vấn t

kế và Viện Năng lượng tiến hành nghiên cứu trên mơ hình vật lý. Các nghiên cứu sẽ

đưa ra được quy trình đóng mở của van cơng trình xã trong thời gian tới

Thủy điện Tuyên Quang với quy mô 4 của xà mặt và 8 của xả đầy cũng đã được ViệnNăng lượng tiễn hình thực nghiệm và đưa ra quy tinh vận hành cơng trình xà. Quynh này đấp ứng tốt u ox hing năm kế ừ khi cơng tình đi vấn vận hình (năm2009)

"Nồi chung tại Việt Nam các nghiên cứu thực nghiệm về quy trình vận hành cơng trìnhxả thường chỉ gắn với một cơng trình cụ thể mà khơi<6 các nghiên cứu mang tính

chất tổng quan cho các loại cơng trình xả, Các nghiên cứu này mang tính chất giải bãi tốn cho vận hành don hồ chứa. Cịn các bài toán vận hành iên hồ chứa hoặc hộ thống

sơng thì thường ding phin mềm Mike để xác lập tính tốn các thơng số, tuy nhiên

nhược điểm của phần mềm Mike li khơng chính xác được thơng số cơng trình xa, chỉ

xác lập được lưu lượng qua cơng tình xả. Do vậy tong bãi tốn nghiên cứu vận hành

cơng trình xả bắt buộc phải tiến hành thực nghiệm đối với cơng trình cấp I tre lên, hoặc qua tính toán lý thuyết và phân tch chế độ thủy lực để lựa chọn quy tình vận

hành cơng tình xa đối với các cơng inh ấp I trở xuống

®

</div>Trang 31<div class="page_container" data-page="31">

LAI.mt lug

‘Cac sơ đỗ tinh cho cơng trình trản có của van mở hồn tồn và các cửa van được mở.

theo một quy luật nhất định còn mang tinh chất định tinh bi vi các công thức lý

thuyết và sơ đồ tính được áp dụng cho mơ hình hai chiéu (Oxy). Nhưng trong thực tế sắc cơng tình vận hình sẽ ảnh hưởng yếu tổ Khơng gian (ba chiều, Oxyz), do đổ các

công thức và sơ đồ tinh đôi khi cịn khơng chuẩn xác,

“Các vẫn địn tổn tại bao gm:

Chế độ thủy lực khơng thuận, các cơng tình có bổ t trần xa lũ ti bờ

phải sẽ có hệ số

(yếu ổ khơng gian);

lưu lượng nhỏ hơn cơng trình tràn xa lũ được bố ra lịng sơng.

~_ Các hệ số lấy theo cấu tạo mồ trụ, ngưỡng tràn, cửa van là các hệ số có sẵn, đã được.

nghiên cứu để đưa ra, tuy nhiên chưa hẳn đã chính xác hồn tồn. Nên khi áp dungcơng thức tinh cịn sai số:

= Logi đường cong trần;

= Các loại sốkiên và giao thoa dong chảy;

~_ Trên cơng trình xã có các cửa van mở có độ mở lệch nhau.

Vi vậy, việc kiểm nghiệm chế độ đồng mở các cửa van trên mơ hình vật lý là công

việc hết sức cần thiết. Từ mô hình vật lý sẽ chuẩn xác được các thơng số thủy lực của

cơng trình, vi dụ như: khả năng xả tương ứng với chế độ mở của van, chế độ thủy lực,

van tốc, áp suất, chiều đài luỗng phun... Sau khi có kết quả thực nghiệm trên mơ hình

vật lý, các kỹ su tư vấn thiết kế sẽ hiệu chỉnh, tính tốn lại các thơng số để đảm bio

u cầu kỹ thuật cơng trình.

142. Số liệu quan trắc, de bảo khí tượng, thủy văn

“Các số iệu quan tric, dự báo khí tượng, thủy văn là những thơng số đầu vào vơ cing «quan trọng và cin thiết cho cơng tác quản lý, vận hình, điễu tiết nước của hd chứa, Từ

</div>Trang 32<div class="page_container" data-page="32">

các số li dự báo khí tượng và quan tắc thùy văn sẽ giúp cho các Chủ đặp chủ độngtrong việc điều hành đồng mở các cửa van sau khi tính toần

14.3. Q tình vận hành đăng mở cửu van ngồi thực tế

Việc vận hành đóng mở cửa van ngồi thực tế đối với các cơng trình thủy lợi, thủy điện có dung tích hỗ chứa lớn sẽ được chỉa thành hai thời điểm khác nhau

143.1. Về nà lũ chính vụ

Khi vào mba I chính vụ các Chủ đập quan tắc, tập hợp các số liệu thủy văn của toàn lưu vực hồ chứa (lượng mưa, mực nước..., tính tốn điều tiết hồ chứa và báo cáo diy

đủ số liệu về Uy ban phòng chống lt bão trung wong (UBPCLBTU). Sau khi tính toin

bài tốn cân bằng nước hệ thơng thì việc đóng mở cửa van trong thời ky lũ chính vụ sẽ do UBPCLBTU điều hành và chỉ đạo độ mở và số lượng cửa mở trên cơ sở quy tỉnh)

vân hành hi chứa đã được phê duyệtchủ đập sẽ thực hiện việc đồng mở nay

thông qua công điện.

1.4.3.2. Vé màa liệt mở của van dé cấp nước nông nghiệp cho hạ du

Khi vào mùa kiệt thì việc vận hành đóng mỡ các của van sẽ do Chủ đập quyết định

dựa trên quy trình vận hành hé chứa. Trong trường hợp hạ lưu cẳn nước phục vụ cho

nông nghiệp hoặc xã nước đảm bảo đông chảy tố thiểu, v8 việc này Chi đập sẽ căn cứ

vào lưu lượng yêu cầu để mớ các cửa xà hoặc ấy nước qua nhà máy thủy điện đáp ứng

yêu cầu cho hạ du

1-44 Hướng nghiên cứu

Nghiên cứu thực nghiệm thủy lực xây dựng quy ình đồng mở cửa van hợp lý cơng

trình thủy điện Bản Chat nhằm khắc phục những tổn tại sau:

</div>Trang 33<div class="page_container" data-page="33">

mặt quant

= Duy t mực nước đảng bình thường của hồ chứa trong các thí nghiệm;

~_ Đánh giá, so sinh với vận tốc khơng xói cho phép của hai bờ để xem xét việc xói lở

hai bờ hạ lưu hỗ chứa.

+ Về mặt vận hành:

~ Ung với các chế độ mở khác nhau của cửa van sẽ cho bit được lưu lượng tương

san thiết,ứng, điều này giúp vận hành xã đúng và đủ lưu lượng,

~_ Chế độ mở cửa xả trần được chon ln được đính gid cũng vớ c

ưu, việc này sẽ giúp tồn bộ cơng trình được an tồn.

Kết luận chương 1

Với những nội dung nghiên cứu ở chương 1 cho thấy được rằng, van dé lập quy trình

đồng mở cửa van hợp lý là một yêu cầu cần thivà bắt buộc đối với các công trinh

thủy lợi, thủy điện lớn. Quy trình vận hành cửa van có tác động rất lớn vào quá trình

làm việc cũng như tuổi thọ của các cơng trình thảo nước, đập chính, tram thủy điện và

các cơng trình hạ lưu... Trong khi đó đối với bệ thống đầu mối của các cơng trình thủy

lợi thủy điện thì cơng trình tháo nước đóng một vai tr hết sức quan trong. Vi vậy, chếđộ vận hành cửa xi không những chỉ ảnh hưởng đến cả hệ thống cơng tình đầu mối,

mà cịn có thé phá hoại hoặc ảnh hướng đến quá trình làm việc của cả hệ thơng. Nhận.

thấy vai tị và tằm quan trọng này, tt cả các nước trên thể déu nghiên cứu và thục

nghiệm thủy lục xây dung quy tình vận hành cửa van. Ở Việt Nam, các công tinh

thủy lợi, thủy điện lớn đều có quy trình đồng mở của van cơng trình xa. Luận văn đặt

nhiệm vụ nghiên cứu thực nghiệm kip ch độ van hành hợp lý cơng trình xả mặt khơngcó tường phân dng cứu thủy điện Bản Chat,

</div>Trang 34<div class="page_container" data-page="34">

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYET DONG CHAY DƯỚI CỬA VAN XA

2.1. Các yếu tổ ảnh hưởng đến dng chảy

2.1. Ảnh hung của hình thức cơng trình

3.1.1.1 Kết edu cửa tràn [5]

Cơng trình trăn thích ứng điều kiện thủy lực với lưu lượng trần tăng dẫn theo cột nước

trần trên ngưỡng định. Tuy vậy chiều cao trần thường chỉ là một phần nhỏ của chiều cao đập. Hơn nữa trên ngưỡng trin người ta còn đặt các cửa van để điều tiết lưu lượng. V8 mùa lũ, nếu hd chứa diy nước, các cửa van được mở hoàn toàn để tăng khả năng:

tháo. Phin lớn các hỗ chứa có lưu lượng thiết kế nhỏ khơng bổ trí cửa van.

Hình 2.1 Cơng trình tran: (a) Khơng có cửa van; (b) Có cửa van

Hiện nay hầu hết các đập lớn dược lắp đặt cửa van để có thé vận hành một cách linh

hoạt. Sự vận hành khơng thích hợp hoặc nhiệm vụ của các cửa van không rõ ring là.

nguyên nhân chính dẫn đến nguy hiểm cho việc trần qua dinh dip. Dé hạn chế ngập lụt

ở hạ lưu, các cửa van hoạt động theo quy trình vận hành. Cúc cửa van phải được kiểm

tra chống rung động,

‘Thuan lợi của cơng trình có cửa van như sau:

+ Thay đổi được mực nước hồ chứa;

= Kiểm soát lũ;

</div>Trang 35<div class="page_container" data-page="35">

~_ Có lợi đối với các mục nước cao hơn

Những vấn để không thuận Io:

~_ Nguy hiểm im ấn của nhiệm vụ khơng rõ rằng:

-_ Tăng kinh phí;

~_ Vấn dé duy tu bảo dưỡng.

Can cứ vào kích cỡ của đập và vi trí đặt cửa van, người ta sẽ dùng cửa van cho các

Ngưỡng trần cia các cơng tình trần có nhiều hình dang khác nhau. Trên mặt bằng

ngưỡng trin có thể thẳng, cong, gãy góc hoặc hình gấp khúc (labyrinth). Mặt cấtngang của ngưỡng tràn có thể là hình chữ nhật, hình thang hoặc hình tam giác (Hình2.2). Mặt cất dọc đồng chảy tràn có thể là dang ngưỡng phẳng, cong hoặc dang

ngường tiêu chuẩn (Hình 2.3).

</div>Trang 36<div class="page_container" data-page="36">

Hình 2.3 Mặt cất dọc tran

(a) Tran đỉnh rộng, (b) Tran đỉnh cong, (e) Tran tiêu chuẩn

Mỗi loại ngưỡng tràn nêu trên được ứng dụng vào các cơng trình có cột nước tràn khácnhau. Đối với cột nước tran lớn hơn 3m nên dùng ngưỡng tràn tiêu chuẩn. Mặc dù giá

thành của ngưỡng trần tiêu chuẩn có thể cao hơn so với các dang khác nhưng nó sẽ cổ kết quả tốt hơn cả về mặt khả năng tho, chế độ thủy lực sau trần và hạn chế phá hoại

của khí thực.

Đối với các cơng trình sử dụng ngưỡng trà tiêu chuẩn thì dịng chảy qua kết cấu có

liên quan tới độ cong, dịng chảy có nguồn gốc từ sự nốn cong của lịng dẫn phía dưới

dling chảy, Thành phần trong lục của một bộ phân chất lỏng bị giảm do lực ly tâm

Nếu độ cong đủ lớn, áp lục bên trong có thể bị hạ thấp hơn áp suất khí tồi, thậm trí ở

các cơng trình lớn đưới dang áp lực hóa hơi. Sau đó hiện tượng khí thực có thể phátsinh với một khả năng phá hoại của khí thục. Điều nói trên là rất quan trọng đối với

kết cầu tràn, những điều kiện như vậy là khơng thé chấp nhận được,

3.1.1.3. Hình thức nổi tiếp và cơng trình tiêu năng [1]

Nỗi tiếp và tiêu năng ở hạ lu cơng trình thio có thể thực hiện với nhiều sơ đồ và

nguyên lý khác nhau, tly thuộc vào tỉnh hình cụ thể sẽ lựa chọn phương án hợp ý.

+ Nổi tiếp ding chiy đấy

Nối tiếp dòng chảy đáy là tạo ra nước nhảy ngay sau cơng trình để tiêu hao năng

lượng. Trạng thải đòng chảy tương ứng là chủ lưu ở sát đáy và khu xoáy cuộn ở trên

mặt. Theo lý luận vé nước nhày hoàn chỉnh cổ thể tiêu hao (70-80)% năng lượng tha của dòng chảy sau khi qua cơng trình, phần năng lượng thừa cịn lại sẽ tiếp tục được tiêu hao trên đoạn lòng dẫn tiếp theo bằng ma ắt với đầy và thành bên ling dẫn, cũng:

như ma sắt nội tại của đồng chảy.

w

</div>Trang 37<div class="page_container" data-page="37">

iu điễm của nỗi tip đồng chiy diy là khả năng tiêu hao năng lượng tốt và đồng chiy

tha lưu sớm trở về trang thái bình thường, Tuy nhiên do đồhủ lưu sát đầy có vận

tốc lớn nên kết cầu bể tiêu năng cần được xây dựng kiến cổ và tong trường hợp xã lũ 6 nhiều ật tồi như cây gỗ lớn thi cc vật trơi này có thể va chạm kim hư hồng các bộ

phận tiêu năng (đáy, thành bên bé, tường tiêu năng).

Hình 2.4 Các biện pháp tiêu năng theo hình thức chảy đáy.

(a) Dio bé tiêu năng; (b) BE - tường kết hợp; (c) Xây tường tiêu năng

Ếp dòng chảy đáy thường được sử dụng nhất với các trường hợp chênh lệch cộtnước thượng hạ lưu không cao, nền hạ lưu không phải là đá. Trường hợp trong dong

chảy có nhiều vật trơi nỗi thì can có kết cau ngăn vật trơi từ thượng lưu.

+ Nồi tiếp dòng chay mặt

Nối tiếp đồng chảy mặt là tạo ra ding chảy có chủ lưu ở trên mặt và khu xoáy cuộn ở

day dé tiêu hao năng lượng. Hiệu quả tiêu năng dạng này phụ thuộc vào kích thước.

của khu xôy ở đấy, và nói chung có thé đạt được tương tự như trường hợp nỗi tiếp

chảy day, Điểm khác biệt lả do chủ lưu ở trên mặt nên mặt nước sau cơng trình có dao.

động hình sóng, các dao động này chi tt din sau khi duy tì trên một đoạn khá di của

lồng dẫn hạ lưu.

“Trạng thải mong muỗn nhất ở hình thức này là chảy mặt khơng ngập (Hình 2.50). Ở

trang thải này, khu xốy cuộn ở đáy có kich thước lớn và đạt được hiệu quả tiêu năng

</div>Trang 38<div class="page_container" data-page="38">

Khi độ sâu nước hạ lưu lớn, có thể làm bậc có chié 1 cao lớn để tăng kích thước khuxoáy ở diy. Tuy nhiên, khi chiều cao a vượt quá một giá trị xác định thì sẽ hình thành

thêm một khu xoáy ở trên mặt làm ngập mặt cắt co hẹp trên mũi (Hình 2.5b). nói

chung trang thai này cũng có khả năng tiêu hao năng lượng tốt, nhưng sự tồn tại củakhu xốy trên mặt sẽ gây khó khăn cho việc tháo vật trơi theo dịng chảy.

Khi chiễu cao bậc nhỏ thi kich thước khu xoáy ở đấy cũng nhỏ và hiệu quả tiêu năng

hạn chế. Khi tị số ä nhỏ hơn một giới hạn nhất định thi trạng thái dòng chảy sẽ chuyển

sang chảy đáy hồi phục (Hình 2.5e), nghĩa là chủ lưu chuyên xuống đáy và hình thành

khu xốy trên mặt

Hình 2.5 Các trang thái chảy khi có bậc ach, ở cuối mặt trin

(a) Chay mặt không ngập; (b) Chay mặt ngập; (c) Chay đáy hồi phục

+ Nổi iếp phơng xa:

Nối tiếp phóng xa là cho dong chảy ở sau cơng trình tháo nước phun vào khơng khí và

roi xuống hạ lưu ở vị trí cách xa cơng trình. Năng lượng thừa của đồng chảy được tiêu

hao bằng các cách khác nhau:

~ Bằng ma sit với khơng khí khi ta dịng bay trong khơng trung. Hình thức này đặc biệt hiệu quả khi dong chảy trong không trung được cắt thành các tia nhỏ, phạm vi iếp

xúc giữa dịng chảy và khơng khí tăng;

+ Khi tia dng rơi xuống bạ lưu, năng lượng còn lại sẽ ip tục được tiêu hao bằng ma

sit nội bộ đồng chảy, cũng như ma sắt với đây và bờ lòng dẫn ha lưu. Trường hợp mực.

nước hạ lưu chưa đủ sâu thi dịng chảy tại vị trí tia rơi xuống sẽ va chạm mạnh với

36

</div>Trang 39<div class="page_container" data-page="39">

đầy, làm x6i vật liệu day lịng dẫn và hình thành hỗ xưi. Khi hỗ xói đã đủ sâu để tạo ra

các khu xốy én định thi q trình xói mới kết thúc.

Hình 2.6 Tiêu năng phóng xa sau cơng trình tháo nước

(a) Sau đập tràn; (b) Sau đốc nước

‘Uu điểm của tiêu nang phóng xa là in nước với độ xiết cao được phơng ra xa so vớichân cơng trình nên đảm bảo độ an tồn cao cho cơng trình tháo và tận đụng được ma

sit với khơng khí để tiêu năng nên khối lượng cơng trình gia cổ hạ lưu nhỏ. Thơng.

thường đổi với nền đá thì chỉ cần đào hỗ xói mà khơng cần gia cổ ha lưu. Việc tháo các vật trơi khơng ảnh hướng dén an tồn của cơng trình tiêu năng.

Nhược điểm của tiêu năng phóng xa là đồng phun tạo ra sương mù, làm dm ướt taaij

khu vực hạ lưu gin cơng trình tháo. Mức độ ẩm ướt có tÌ é làm giảm tổi thọ của các

thiết bị sơ khí và thiết bị điện trong vũng ánh hướng, đặc biệt là nhà mấy thú điện đặt

gần cơng trình tháo. Sương mù vả dm ướt cũng có thé làm sat trượt mái ber hạ lưu, cản

trở giao thông trong phạm vi ảnh hưởng.

Dang tiêu năng bằng dịng chảy phóng xa được sử dụng phỏ biến và hợp lý nhất ở các

cơng trình tho có cột nước công te vừa và lớn, địa chit nền hạ lưu là đ. Trường hợp

nên khơng phải là đá cũng có thể sử dụng, hưng cần xử lý cẩn trọng để tránh hồ xơi

tan âu vào phía cơng nh,

+ Nối tiếp bằng dòng chảy hỗn hợp:

Trong trường hợp đập tràn bằng bê tơng tương đổi cao thì sơ đỗ tràn mặt và xả đáy kết hợp nên được khai thác đỂ iêu năng hiệu qua nhờ sự va đập giữa lần nước mặt và

luồng chảy đáy. Phần năng lượng thừa sau khi và dip sẽ được tiêu hao tiếp bằng các

sơ đồ đã nêu sau đây (Hình 2.7).

</div>Trang 40<div class="page_container" data-page="40">

nh 2.7 Tiêu năng bằng dòng chảy hỗn hợp (2 ting)

(a) Ở đập bê tông trong lực; (b) Ở đập vịm.

`Với hình thức tiêu năng bằng dong chảy 2 ting ở đập trăn trọng lực (hình 2.7a), edn đặc biệt chú trong bảo vệ chồng xâm thực và phá loại lịng dẫn tại vị tí hai luồng chây

gặp nhau

2.1.2, Ảnh hưởng của địa hình, địa chất

"Tuyến cơng trình được chọn chịu ảnh hưởng nhiều bởi yếu tổ địa hình và dia chit đến

việt bổ

tháo lũ tại bờ tri, bờ hit hay ở gia lông sông phụ thuộc vào điều kiện địa hình cụ í cơng trình chính cũng như việc bổ trí cơng trình tháo. Việc bổ trí cơng trình thể của vị trí tuyến chọn. Các cơng tinh tháo thường được bổ tí tạ vị trí giữa lịng

sơng để dim bảo ding chảy vio được thuận đông và cân ximg, cắc cơng trình tiêu

năng cũng được bố tí tại lịng sơng do đồ khi cơng trình xã làm việc dng chảy sau

cơng trình tiêu năng cũng thuận dịng để gia nhập vào dịng chảy của lịng sơng thiênnhiên. Tuy nhiên, do địa hình Tong sơng chật hẹp khong đủ bổ tí tổng thé cơng tinh

cho nên một số cơng trình cũng được bố trí tại vai trái hoặc vai phải. Thủy điện Sơn La công tinh xã lũ được bổ trí tại vai phải của đập dng, hoặc cơng trình thủy điện Hịa

Bình cơng trình tháo lũ được bố trí tại vai trái của đập dang,

Địa chất lơng sơng và hai bở hạ lru ảnh hưởng nhiều đến việc lựa chọn phương én nối tiếp và tiêu năng của cơng trình xã lũ. Nếu gặp nền hạ lưu là nền đá vững chắc thi thường chọn hình thức tiêu năng là nối tiếp phóng xa, các cơng trình đã được sử dụng.

theo phương pháp này như: Hod Bình, Tuyên Quang, Bản Chat, Sơn La, Lai Châu.Một s

hình thức nối

ố cơng trình có cột nước thấp hoặc nền hạ lưu khơng phải là đá tốt thì sử dụng éu năng diy (bung, b - tường kết hợp) như: Thức Bà, Trị

</div>

Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu thực nghiệm lập chế độ vận hành hợp lý công trình xả mặt không có tường phân dòng của thủy điện Bản Chát

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

DANG XUAN HANH

NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM LAP CHE ĐỘ VAN HANH

HỢP LÝ CONG TRÌNH XA MAT KHƠNG CĨ TƯỜNG PHAN

DỊNG CỦA THỦY ĐIỆN BẢN CHÁT

LUẬN VĂN THẠC SĨ

HÀ NỘI, NĂM 2016

NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM LẬP CHE ĐỘ VAN HANH HỢP LÝ CƠNG TRÌNH XA MAT KHONG CĨ TƯỜNG PHAN

DONG CUA THỦY ĐIỆN BAN CHAT

1g bình phương. 90

phương chiếm tới 80%, cịn đối với đập có chiều cao hơn 100m thì đập bê tơng nói

yêu cầu đối với trang thái đồng chây tương đối nghiêm khác. Tiêu năng đáy có bể tiêu

Shs, (3)

quy hoạch quản lý hệ thống nguồn nước và thu hút nhiều nhà nghiên cứu trong vài

quyết bài tốn vận hành hỗ chứa, nhìn chung có 3 nhóm phương pháp thường được sử

quy trình vận hành hỗ chứa va đóng mở cửa van cơng trình xả đang được Tư vấn t

phải sẽ có hệ số

gần cơng trình tháo. Sương mù vả dm ướt cũng có thé làm sat trượt mái ber hạ lưu, cản

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về